Tecnologie Disponibili per Depurazione di Aria Inquinata da

Tecnologie Disponibili per Depurazione di Aria
Inquinata da Composti Organici Solubili in Acqua
Si descrivono le tecnologie disponibili per realizzare una depurazione di aria inquinata da composti organici solubili in
acqua sino a ridurne il contenuto a valori accettabili per le norme di legge e per depurare l’acqua in uscita dall’assorbimento
dai composti organici possibilmente riutilizzandoli.
L’abbattimento dei composti organici contenuti nell’aria avviene in una colonna di assorbimento con acqua
seguita eventualmente da una filtrazione biologica per un ulteriore abbattimento dei composti organici residui
ancora contenuti nell’aria in uscita dalla colonna di assorbimento.
Tra le tecnologie disponibili prese in considerazione per il trattamento della soluzione acquosa in uscita
dall’assorbimento si segnalano due tecnologie per il riutilizzo dei composti organici e due tecnologie per la
purificazione dell’acqua dai composti organici.
Le tecnologie prese in considerazione sono:
A) Permeazione / Pervaporazione
B) Trattamento Anaerobico
C) Depurazione Aerobica Con Aria in Pressione
D) Catalytic Wet Air Oxidation
E) Biofiltrazione
Sarà compito dell’ingegnere di processo ottimizzare la soluzione da adottare tra i vari trattamenti indicati.
Schema di principio: Assorbimento + Trattamenti
A) Permeazione / Pervaporazione
EcoBioProcessing: Schema di processo semplificato
La soluzione acquosa in uscita dal fondo della colonna di assorbimento contenente i
composti organici assorbiti dall’aria viene inviata all’impianto di Permeazione per il
recupero dei composti organici.
La Vapor Permeation è un operazione a membrana selettiva in grado di deidratare
soluzioni organiche.
L’operazione a membrana è condotta mediante una differenza di potenziale chimico
da un lato all’altro della membrana selettiva nella quale l’alimentazione che
costituisce il retentato, rimane in fase liquida, mentre il permeato è l’acqua rimossa in
fase vapore.
La Vapor Permeation si pone in alternativa e/o in combinazione con la distillazione
realizzando un risparmio energetico fino all’80% dovuto al solvente che rimane nella
fase liquida.
L’acqua recuperata dopo condensazione può essere riciclata all’assorbimento.
B) TRATTAMENTO ANAEROBICO
La biomassa si aggrega naturalmente in granuli delle dimensioni di qualche
millimetro, che sedimentano rapidamente e rimangono all’interno del reattore.
Il refluo viene alimentato con flusso ascendente dal fondo del reattore attraverso un
sistema di distribuzione.
Il COD solubile viene rapidamente degradato e convertito in biogas, la cui risalita
provoca un rimescolamento all’interno del reattore.
L’effluente trattato fuoriesce dalla testa del reattore.
La resa attesa con questo tipo di refluo è elevata ( > 90% ).
IL Biogas in uscita può essere utilizzato per la produzione di energia elettrica.
L’acqua recuperata può essere riciclata all’assorbimento.
C) TECNA DEPURAZIONE AEROBICA CON ARIA IN PRESSIONE
Il processo di depurazione con aria in pressione è in grado di convertire gli agenti
inquinanti organici in anidride carbonica e acqua come prodotti finali. Il processo usa
l'aria come ossidante, che viene insufflata in un reattore in pressione in cui arriva
l'effluente da trattare. Dal reattore in uscita fuoriesce in continuo una corrente acquosa
contenente in sospensione i fanghi costituenti la flora batterica che vengono eliminati
dall’ acqua per ultrafiltrazione ed in gran parte riciclati nel reattore stesso.
L’acqua in uscita dalla filtrazione praticamente contiene meno dell’uno percento
degli inquinanti organici inizialmente presenti nell’effluente entrante al reattore
è può essere riciclata all’assorbimento.
D) LENNTECH CATALITIC WET AIR OXIDATION
Il processo di ossidazione catalitica dell'aria umida (Catalytic Wet Air Oxidation) è in
grado di convertire tutti gli agenti inquinanti organici in anidride carbonica e acqua
come prodotti finali, e anche di rimuovere i componenti inorganici ossidabili quali
cianuri e ammoniaca. Il processo usa l'aria come ossidante, che viene mescolata con
l'effluente e passata su un catalizzatore ad elevata temperatura e pressione. Se non e'
richiesta una completa rimozione del COD, la velocità, la temperatura e la pressione
dell'aria possono essere ridotte, riducendo quindi il costo di gestione.
CWAO è particolarmente redditizio per gli effluenti altamente concentrati (richiesta
chimica di ossigeno da 10.000 fino ad oltre 100.000 mg/l) o che contengono
componenti non facilmente biodegradabili o tossici per gli impianti di trattamento
biologici. Gli impianti di trattamento CWAO offrono inoltre il vantaggio di poter
essere altamente automatizzati per funzionamento incustodito, sono impianti
relativamente piccoli, e sono in grado di trattare effluenti con vari tipi di
composizione e portata.
Il processo non e' conveniente se confrontato con altri processi di ossidazione
avanzata o processi biologici per effluenti leggermente contaminati (COD inferiore
ai 5.000 mg/l).
L’acqua recuperata può essere riciclata all’assorbimento.
Air Clean Biofiltrazione
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Arrivo aria inquinata
Ventilatore
Circuito di pre-bagnatura
Camera di lavaggio (facoltativa)
Elettrovalvola circuito spruzzatura
Scarico aria depurata in atmosfera
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Circuito di spruzzatura
Letto filtrante BIOPORE®
Acqua di lavaggio in circuito
Pompa
Grigliato di supporto
Contenitore Biofiltro
Il principio di funzionamento della BIOFILTRAZIONE consiste nella metabolizzazione degli
inquinanti contenuti nell’aria da parte di batteri che trovano il loro ideale ambiente di vita su
materiali di origine organica. Si può affermare che il letto non è l’elemento filtrante ma il
supporto della vita della flora batterica. Esso viene realizzato mediante torba granulare (Sistema
MonaFil®) o speciali conchiglie marine trattate (sistema MonaShel®), prodotti utilizzando
processi presso laboratori specializzati della società irlandese BORD NA MONA.
Entrambi i materiali sono costituiti da una struttura aperta che consente di realizzare letti di
spessore fina a 3 metri di altezza (risparmio di superficie) con perdite di carico estremamente
contenute (risparmio energetico) e senza necessità di alcuna manutenzione.
La scelta dell’impiego del materiale da utilizzare dipende dalla natura degli inquinanti da trattare;
il sistema MonaShel® è stato specialmente studiato per trattare di flussi d’aria fortemente acidi
(vengono tollerate concentrazioni in ingresso di 400 ppm di H2S) e per l’abbattimento di alte
concentrazioni di VOC. Come visibile nello schema per mantenere umido il letto filtrante si
ricorre ad un semplice sistema di spruzzatura superficiale a pioggia. Il sistema è automatico, a
funzionamento intermittente e programmabile. Come già detto il letto filtrante è solo un supporto
ed il materiale che lo costituisce può essere smaltito in modo estremamente economico.
La durata di un letto filtrante può raggiungere i 5 anni.